專(zhuān)利名稱(chēng)：宿舍安全用電智能管理控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用電安全管理器，特別涉及一種宿舍安全用電智能管理控制
O
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在高校數(shù)量增多，高校學(xué)生基本上住校，他們?cè)谒奚嶂惺褂昧艘恍┹^容易引 起火災(zāi)的阻性負(fù)載，為避免火災(zāi)的隱患，以往有采限電器；所述限電器其實(shí)也就是限制電 流，以往采用的電路由保險(xiǎn)絲，和較簡(jiǎn)單的采樣電路、比較電路、延時(shí)電路，執(zhí)行電路構(gòu)成的 限電器來(lái)判斷用電回路中電流的大小達(dá)到安全用電的目的；前者采用保險(xiǎn)絲，在保險(xiǎn)絲燒 毀后用電回路無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)，需人工修復(fù)保險(xiǎn)絲；后者采用的電路是由采樣電路輸出電阻 分壓值到比較器IC同基準(zhǔn)電壓比較判斷電流大小，當(dāng)回路中有超負(fù)荷的負(fù)載接入時(shí)(使用 了熱水器，電熱爐等違禁電器)，所產(chǎn)生的大電流流過(guò)分壓電阻使得分壓電阻兩端電壓上升 至高于比較器基準(zhǔn)電壓，經(jīng)由比較器比較后輸出高電平驅(qū)動(dòng)延時(shí)電路工作，延時(shí)電路延時(shí) 間到達(dá)后，輸出驅(qū)動(dòng)電壓至執(zhí)行電路，執(zhí)行電路使與繼電器線(xiàn)圈串接的三極管導(dǎo)通來(lái)驅(qū)動(dòng) 繼電器線(xiàn)圈工作，常閉點(diǎn)斷開(kāi)用電回路來(lái)實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)；當(dāng)回路中電流小于最大值后，所產(chǎn) 生的小電流流過(guò)分壓電阻使得分壓電阻兩端電壓下降至低于比較器基準(zhǔn)電壓，經(jīng)由比較器 比較后輸出低電平關(guān)閉延時(shí)電路，延時(shí)電路無(wú)驅(qū)動(dòng)電壓至執(zhí)行電路，執(zhí)行電路使與繼電器 線(xiàn)圈串接的三極管截止來(lái)斷開(kāi)繼電器工作，接通用電回路恢復(fù)供電。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種能夠自動(dòng)判斷用電設(shè)備負(fù)載特 征，對(duì)違禁電器使用自動(dòng)跳閘的宿舍安全用電智能管理控制器。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種宿舍安全用電智能管理 控制器，包括有微處理器、與外部用電電路回路連接的電壓電流采樣電路、串接于微處理器 于電壓電流采樣電路之間的A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路及磁繼電器，所述控制電路設(shè)于微處 理器與磁繼電器之間，磁繼電器與外部使用電路組成回路，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)至 控制電路，控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，構(gòu)成磁繼電器與外部電路回路的斷開(kāi)或?qū)?。采用上述技術(shù)方案，由于電壓電流電路接至外部用電電路的回路，電壓電流采集 電路采集外部用電回路的電壓、電流適合的有效值，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換輸入處理芯片，計(jì)算出 電流、電壓相位差，判定用電器負(fù)載特性是阻性還是感性或容性、以此自動(dòng)識(shí)別電熱水器、 電爐、空調(diào)、電腦等電器，當(dāng)為阻性負(fù)載或負(fù)載功率超過(guò)設(shè)定最大允許功率，通過(guò)微處器計(jì) 算后，并驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)給控制電路，由控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，切斷供電，有效的防止用電 超出負(fù)載，避免短路，消除火災(zāi)隱患；而微處理器可根據(jù)測(cè)得的電流與電壓的相位差來(lái)辨別 宿舍用電回路中加載的是感性、容性還是阻性負(fù)載，當(dāng)測(cè)到結(jié)果不為阻性負(fù)載的允許阻性 負(fù)載，且功率小于設(shè)定允許的最大功率時(shí)，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)給控制電路，控制電 路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，磁繼電器線(xiàn)圈兩端加電，使得常閉觸點(diǎn)恢復(fù)常閉狀態(tài)，恢復(fù)供電，代替了傳統(tǒng)的人工操作，實(shí)現(xiàn)了智能化。本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為還包括有與微處理器連接并構(gòu)成數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路及報(bào)警電路，所述的電壓電流采樣電路由電壓采集電路及電流采集電路 組成，A/D轉(zhuǎn)換電路采用的轉(zhuǎn)換器(CS5460)與微處理器連接。采用上述技術(shù)方案，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)置能夠使微處理器將經(jīng)過(guò)測(cè)試的阻性及感性 負(fù)載進(jìn)行記錄，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路重復(fù)傳輸已記錄的阻性及感性負(fù)載時(shí)，則無(wú)需微處理器再 次的進(jìn)行運(yùn)算，時(shí)鐘電路的設(shè)置則具有年月日時(shí)分時(shí)間單位，以便提供微處理時(shí)間記錄，方 便操作人員對(duì)數(shù)據(jù)的提取及觀察；報(bào)警電路采用LED和蜂鳴器輸出聲光報(bào)警，警示用戶(hù)正 在使用不安全用電管理，起到提示的作用。其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用高速串行口具有256K數(shù)據(jù)空間。本實(shí)用新型更進(jìn)一步設(shè)置為微處理器采用十六位帶乘法單片機(jī)，微處理器還與 聯(lián)網(wǎng)通訊電路連接，該聯(lián)網(wǎng)通訊電路采用高速485總線(xiàn)通訊方式連接管理PC。采用上述技術(shù)方案，聯(lián)網(wǎng)通訊電路采用高速485總線(xiàn)通訊方式連接管理PC，以便 傳輸智能管理器當(dāng)前狀態(tài)及設(shè)定信息。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的方框原圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例與一幢樓電路連接的方框原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3所示的一種宿舍安全用電智能管理控制器，包括有微處理器、與 外部用電電路回路連接的電壓電流采樣電路、串接于微處理器于電壓電流采樣電路之間的 A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路及磁繼電器，所述控制電路設(shè)于微處理器與磁繼電器之間，磁繼電 器與外部使用電路組成回路，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)至控制電路，控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼 電器，構(gòu)成磁繼電器與外部電路回路的斷開(kāi)或?qū)?。由于電壓電流電路接至外部用電電?的回路，電壓電流采集電路采集外部用電回路的電壓、電流適合的有效值，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換 輸入處理芯片，計(jì)算出電流、電壓相位差，判定用電器負(fù)載特性是阻性還是感性或容性、以 此自動(dòng)識(shí)別電熱水器、電爐、空調(diào)、電腦等電器，當(dāng)為阻性負(fù)載或負(fù)載功率超過(guò)設(shè)定最大允 許功率，通過(guò)微處器計(jì)算后，并驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)給控制電路，由控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，切斷 供電，有效的防止用電超出負(fù)載，避免短路，消除火災(zāi)隱患；而微處理器可根據(jù)測(cè)得的電流 與電壓的相位差來(lái)辨別宿舍用電回路中加載的是感性、容性還是阻性負(fù)載，當(dāng)測(cè)到結(jié)果不 為阻性負(fù)載的允許阻性負(fù)載，且功率小于設(shè)定允許的最大功率時(shí)，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖 信號(hào)給控制電路，控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，磁繼電器線(xiàn)圈兩端加電，使得常閉觸點(diǎn)恢復(fù)常 閉狀態(tài)，恢復(fù)供電，代替了傳統(tǒng)的人工操作，實(shí)現(xiàn)了智能化。而且微處理器測(cè)試阻止負(fù)載的 最高精度控制30W左右的阻性負(fù)載，有效控制電熱毯等違規(guī)電器的使用，阻性負(fù)載控制精 度范圍根據(jù)用戶(hù)需求現(xiàn)場(chǎng)20-3000W或至10000W數(shù)字連續(xù)給定。改變阻性負(fù)載特性發(fā)生非 線(xiàn)性變化依然能夠準(zhǔn)確判斷，根據(jù)需求自行設(shè)定范圍；如半波整流控制，改變電源供電輸出 為半波時(shí)依然準(zhǔn)確判斷。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，微處理器采用十六位帶乘法單片機(jī)，運(yùn)算快速，而且微處理器處還設(shè)有與其連接并構(gòu)成數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路及報(bào)警電路，該數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器采用高速串行口具有256K數(shù)據(jù)空間，具有較大的存儲(chǔ)空間，為該控制器提供了大量 的違禁操作數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)允許各別負(fù)載特性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，能夠使微處理器將經(jīng)過(guò)測(cè)試的阻 性及感性負(fù)載進(jìn)行記錄，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換電路重復(fù)傳輸已記錄的阻性及感性負(fù)載時(shí)，則無(wú)需微 處理器再次的進(jìn)行運(yùn)算。時(shí)鐘電路的設(shè)置則具有年月日時(shí)分時(shí)間單位，以便提供微處理時(shí) 間記錄，方便操作人員對(duì)數(shù)據(jù)的提取及觀察；報(bào)警電路采用LED和蜂鳴器輸出聲光報(bào)警， 警示用戶(hù)正在使用不安全用電管理，起到提示的作用，防止內(nèi)部發(fā)生阻燃，而且安全環(huán)保。 電壓電流采樣電路由電壓采集電路及電流采集電路組成，具有采集精度高，動(dòng)態(tài)范圍大的 優(yōu)點(diǎn)。A/D轉(zhuǎn)換電路采用高度集成的△ Σ模擬轉(zhuǎn)數(shù)字的轉(zhuǎn)換器(ADC)CS5460;是將兩個(gè) Δ Σ ADC, ADC精度在20bit的高速能量計(jì)算功能模塊和一個(gè)串行接口集成的IC(CS5460) 和較少的外圍電子元件構(gòu)成。為了實(shí)現(xiàn)智能控制及監(jiān)控，微處理器還與聯(lián)網(wǎng)通訊電路連接，該聯(lián)網(wǎng)通訊電路采 用高速485總線(xiàn)通訊方式連接管理PC。在聯(lián)網(wǎng)方式狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，管理員可通過(guò)PC服務(wù) 器，檢測(cè)每個(gè)宿舍用電回路狀態(tài)及實(shí)時(shí)控制宿舍用電回路電源。(聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程解除宿舍因違禁 次數(shù)過(guò)多造成的電源切斷鎖定)。還可通過(guò)PC服務(wù)器，管理員可對(duì)每個(gè)學(xué)生宿舍用電管理 控制器設(shè)置參數(shù)，及實(shí)現(xiàn)分批宿舍的參數(shù)統(tǒng)一設(shè)置等功能。上述技術(shù)方案中可體現(xiàn)出該控制器能夠阻性負(fù)載識(shí)別、延時(shí)控制、分時(shí)段控制及 通訊。其延伸控制為延時(shí)動(dòng)作方式，設(shè)定延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，避免電腦、空調(diào)等在啟動(dòng)時(shí)的瞬 間大電流引起跳閘保護(hù)；與限流，限功率的裝置相比，在確定用電安全的情況下，保證了電 腦、空調(diào)等的正常運(yùn)行。還具有設(shè)定延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，在違禁電器插入時(shí)，采用先報(bào)警提示， 如果在超過(guò)延時(shí)時(shí)間還為拔出的將跳閘保護(hù)，此功能避免頻繁斷電，引起電腦或空調(diào)錯(cuò) 誤運(yùn)行或損壞；分時(shí)分段控制功能方式，設(shè)定分時(shí)間段供電，防止學(xué)生在去上課期間忘記 宿舍中有用電器在使用，從而造成電能源的浪費(fèi)和火災(zāi)隱患。如將送電分段時(shí)間設(shè)置為 5:00-—9:00,11:00-—14:00,17:00-—2300，那么將在早上的5點(diǎn)給宿舍送電，9點(diǎn)斷電， 11點(diǎn)送電，14點(diǎn)斷電，17點(diǎn)送電，23點(diǎn)斷電到第二天早上的5點(diǎn)送電。在斷電時(shí)間內(nèi)有效 禁止所有電器用電，杜絕因無(wú)人在宿舍中，用電器漏電或其他電器用電中突然發(fā)生故障引 起的火災(zāi)隱患及電能源浪費(fèi)。通訊方式采用波特率為19200BIT的485總線(xiàn)方式與PC機(jī)連 接，傳輸各個(gè)宿舍用電安全狀態(tài)數(shù)據(jù)，以PC管理各宿舍用電管理控制器，PC發(fā)送命令逐個(gè) 查詢(xún)總線(xiàn)中有無(wú)宿舍管理控制器違禁信息，并下載最近的違禁信息，在PC管理軟件上提示 哪個(gè)管理控制器違禁，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，以便統(tǒng)計(jì)信息；與微處理器之間采用高效隔離光電耦 合器，有效防止線(xiàn)路中高壓反沖干擾，具有布線(xiàn)簡(jiǎn)單，高速穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通訊。當(dāng)在幾個(gè)樓層中統(tǒng)一管理時(shí)，即可在各層增加一個(gè)485通訊模塊放大器，使其有 足夠的總線(xiàn)帶載功率，保證總線(xiàn)通訊穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)整幢宿舍樓各個(gè)宿舍統(tǒng)一用電管理。
權(quán)利要求一種宿舍安全用電智能管理控制器，其特征在于包括有微處理器、與外部用電電路回路連接的電壓電流采樣電路、串接于微處理器于電壓電流采樣電路之間的A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路及磁繼電器，所述控制電路設(shè)于微處理器與磁繼電器之間，磁繼電器與外部使用電路組成回路，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)至控制電路，控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，構(gòu)成磁繼電器與外部電路回路的斷開(kāi)或?qū)ā?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宿舍安全用電智能管理控制器，其特征在于還包括有與微 處理器連接并構(gòu)成數(shù)據(jù)相互傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)器、時(shí)鐘電路及報(bào)警電路，所述的電壓電流采 樣電路由電壓采集電路及電流采集電路組成，A/D轉(zhuǎn)換電路采用的轉(zhuǎn)換器CS5460與微處理 器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的宿舍安全用電智能管理控制器，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器采用高速串行口具有256K數(shù)據(jù)空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的宿舍安全用電智能管理控制器，其特征在于所述的微 處理器采用十六位帶乘法單片機(jī)，微處理器還與聯(lián)網(wǎng)通訊電路連接，該聯(lián)網(wǎng)通訊電路采用 高速485總線(xiàn)通訊方式連接管理PC。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用電安全管理器，特別涉及一種宿舍安全用電智能管理控制器。本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案一種宿舍安全用電智能管理控制器，包括有微處理器、與外部用電電路回路連接的電壓電流采樣電路、串接于微處理器于電壓電流采樣電路之間的A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路及磁繼電器，所述控制電路設(shè)于微處理器與磁繼電器之間，磁繼電器與外部使用電路組成回路，微處理器輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)至控制電路，控制電路驅(qū)動(dòng)磁繼電器，構(gòu)成磁繼電器與外部電路回路的斷開(kāi)或?qū)?。通過(guò)采用上述技術(shù)方案，提供了一種能夠自動(dòng)判斷用電設(shè)備負(fù)載特征，對(duì)違禁電器使用自動(dòng)跳閘的宿舍安全用電智能管理控制器。
文檔編號(hào)H02H3/08GK201750124SQ20092035035
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
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